ארגונים מדעיים ממדינות שונות עובדים על יצירת מה שמכונה. מחשבים קוונטיים. התקנים בעלי ארכיטקטורה מיוחדת צריכים להראות ביצועים מוגברים ולפשט את הפתרון של מספר משימות. זה די טבעי שהתעשיות הצבאיות והביטחוניות כבר מתעניינות בטכנולוגיות כאלה.
תהליך ההטמעה
הראשונים שהופיעו בשוק היו מחשבים קוונטיים של חברת D-Wave Systems הקנדית. מאז 2007, היא הציגה מגוון מעבדים המבוססים על מספר שונה של qubits עם יכולות שונות. במקרה זה, איננו מדברים על מחשב אוניברסאלי מן המניין, אלא על מערכת מיוחדת לפתרון בעיות ספציפיות. עם זאת, במקרה זה, הוכחה עליונות על מערכות האדריכלות ה"קלאסית ".
בשנת 2011, הוצג מחשב D-Wave One בנפח 128 קילו-ביט, המסוגל לבצע אופטימיזציה בדידות בלבד. עד מהרה התקיים חוזה בשווי של יותר מ -10 מיליון דולר עם לוקהיד מרטין לאספקת מכונה אחת ותחזוקה שלה לאחר מכן. בתקשורת שלו, ארגון הלקוחות ציין כי המחשב ישמש לפתרון הבעיות והבעיות המורכבות ביותר בתחום התוכנה.
בשנת 2013 הזמינה לוקהיד-מרטין מחשב D-Wave Two חדש יותר עם מעבד בגודל 512 קוויט. המחשב הבא, סוג שני, נמכר לקבוצת ארגונים בראשות נאס"א לפרויקט משותף. החוזה השלישי עם לוקהיד מרטין נחתם בשנת 2015 וסיפק את אספקת המוצר D-Wave 2X, שיש לו 1,152 qubits. לקוחות אחרים כוללים את NASA ואת המעבדה הלאומית של לוס אלאמוס. בתחילת 2017 החלה מכירת מחשב D -Wave 2000Q (2048 קוויט) - הם שוב התעניינו בנאס"א ובארגונים קשורים. מערכת Advantage (5640 qubits) נכנסת לשוק השנה.
ביוני נודע כי מרכז המחשוב הקוונטי USC-Lockheed Martin המבוסס על בית הספר הטכני USC Viterbi יקבל מחשב Advantage בעתיד הקרוב. צפוי כי קבלת מכונה חזקה יותר תרחיב את יכולות המרכז לביצוע מחקר וליצירת מערכות מעשיות. בנוסף, המחשב החדש ייכלל במכלול הענן הקוונטי Leap.
למרות הביקורת והיכולות המוגבלות, מחשבים קוונטיים מ- D-Wave Systems היו כפופים למספר חוזים והיו בשימוש בארגונים שונים במשך כמעט 10 שנים. הלקוח העיקרי של ציוד כזה היה לוקהיד מרטין, אחד הארגונים הגדולים בתעשייה הביטחונית, הפועל בכל התחומים העיקריים. כמו כן, ארגוני מדע ומחקר, כולל. מועסקים בתחום היישומי.
העתיד מ- DARPA
במרץ השנה השיקה סוכנות DARPA את פרויקט המחשוב הקוונטי שלה. במסגרת התוכנית ONISQ (Optimization with Noisy Intermediate-Scale Quantum), היא מתוכננת לפתור סוגיות כלליות של יצירת מחשבים חדשים ולאחר מכן ליצור דוגמאות מוכנות. שבעה "צוותים" מעורבים בעבודה, בה משתתפים ארגוני מדע ועיצוב.
השלב הראשון של ONISQ יימשך שנה וחצי; במסגרתו נדרש לפתח טכניקות ואלגוריתמים לפתרון בעיות אופטימיזציה קומבינטורית. לאחר מכן יתחיל השלב השני, שמטרתו תהיה שיפור המוצרים והתוכניות שנוצרו. תוצאות התוכנית יכולות למצוא יישום בתחומים צבאיים ואזרחיים כאחד.
DARPA לוקח בחשבון שיצירת מחשב קוונטי אוניברסלי היא משימה קשה ביותר, ולכן, לעת עתה, הם מציבים מטרות צנועות יותר. בפרט מותר ליצור סימולטורים של מערכת קוונטית המבוססת על מחשב "רגיל" או לפתח ארכיטקטורה היברידית עם מספר מוגבל של קוויביט.
נקודת מבט רוסית
במדינות אחרות, כולל ברוסיה, פיתוח המחשוב הקוונטי עדיין מפגר מאחור.סימולטורים ואבות טיפוס עם מספר קטן של qubits זמינים ונמצאים בשימוש, אך מכירות מסחריות ואימוץ המוני עדיין רחוקות. עם זאת, ננקטים האמצעים הדרושים, והתוצאות הרצויות יופיעו בעתיד הקרוב.
לדוגמה, בשנת 2018 השיקה הקרן הרוסית ללימודים מתקדמים את פרויקט "מערכות אופטיות של מחשוב קוונטי". כחלק מעבודה זו בשנים 2018-2021. תוכנן ליצור מפגינים של מחשבים בעלי 50 קוביט המבוססים על אטומים ניטרליים ומעגלים אופטיים משולבים. המבצע הראשי של הפרויקט הוא אוניברסיטת מדינת מוסקבה, וגם מספר ארגונים נוספים מעורבים בעבודה.
העבודה טרם הושלמה, אך יש כבר תוכניות להכניס טכנולוגיות חדשות. מחשוב קוונטי הוא אחד התחומים המבטיחים של תוכנית המדינה לכלכלה דיגיטלית. מחשבים חדשים ביסודם עם ביצועים מוגברים ישמשו בתחומים שונים בתעשייה ובכלכלה. בעתיד, מוצע ליצור אמצעי הצפנה קוונטיים עם יציבות מוגברת.
הפרויקט הנוכחי מעניין ארגונים ממשלתיים ומסחריים שונים. לפיכך, תאגיד המדינה "רוזאטום" וכמה ארגוני מדינה ומסחר גדולים מעוניינים להשיג מחשבים קוונטיים. נדונה האפשרות להכניס אותם לתעשייה הביטחונית - אך טרם נקראו שם מפעלים ספציפיים. ככל הנראה, בעיות כאלה ייפתרו בעתיד, לאחר הופעת אב טיפוס מוכן.
משימות יישומיות
היתרון העיקרי של מחשבים קוונטיים על פני מערכות מסורתיות הוא הביצועים המוגברים שלהם. הודות לכך, ניתן להשתמש במכונה קוונטית לחישובים מהירים יותר או לביצוע עבודות ספציפיות בהן השימוש באמצעים אחרים אינו מעשי.
לוקהיד מרטין עוסקת בתחום המחשוב הקוונטי מזה מספר שנים. מידע מפורט אודות התקדמות עבודות כאלה, משימותיהן האמיתיות וההצלחות שהושגו לא נחשפו. במקביל, פורסמו נתונים כלליים על המטרות והסיכויים של הכיוון, המאפשרים להסיק מסקנות שונות.
המשאבים הרשמיים של החברה מזכירים את השימוש במחשבים מ- D-Wave Systems ככלי לאימות תוכנה. בעת כתיבת תוכנה אפשריות שגיאות מסוימות, שהחיפוש והתיקון שלה גוזלים הרבה זמן ומשאבים של המפתח. מחשב קוונטי במהירות גבוהה יכול לבדוק תוכנית תוך זמן מינימלי ולזהות בעיות קיימות. במקרים מסוימים, המחשוב הקוונטי מסוגל להתמודד עם משימות שהן כמעט בלתי פתירות עבור מערכות עם ארכיטקטורות אחרות.
סקירת קוד יכולה לשמש בתחומים שונים. דוגמת פיתוח תוכנה לטכנולוגיות תעופה. המחשב הקוונטי יזרז את תהליך הבדיקה והשיפור של תוכניות, ומטוס מוכן ובטוח ישוחרר לבדיקה. מחשבים במהירות גבוהה מתאימים גם לחישובים בתעשיית החלל. בתוך כמה אלפיות השנייה, D-Wave Two מסוגלת לחשב מסלולים רבים של הספינה ולבחור את המסלול האופטימלי.
בעיות ביצועים
ללוקהיד מרטין יש רק מערכות קוונטיות עם יכולות מוגבלות - מחשבים מ- D -Wave פותרים רק מגוון צר של בעיות. בעתיד צפויה הופעתן של מערכות אוניברסאליות עם תחומי יישום רחבים, וזה יאפשר להשתמש במלוא המהירות האפשרית.
עיבוד מהיר של כמויות גדולות של נתונים או ביצוע חישובים מורכבים נדרשים בתחומים שונים בתעשייה הביטחונית. הכנסת מחשבים קוונטיים תפשט את פיתוח התוכנה, תאיץ את תכנון המבנים השונים ותצמצם את מספר בדיקות השטח הנדרשות.ביצועים גבוהים יכולים להיות שימושיים בעת יצירת מערכות עם בינה מלאכותית למטרות שונות - תחום זה מעניין גם מפעלים צבאיים וביטחוניים.
באופן כללי, מחשוב קוונטי, כמו גם מחשבים ייעודיים או מחשבים מיוחדים, הם בעלי עניין רב ויכולים למצוא יישומים בתחומים שונים. הצגת מערכות כאלה, כצפוי, החלה במגזר הביטחוני וככל הנראה היא תהיה המובילה בפיתוח טכנולוגיות ועיצובים חדשים יותר. צפוי כי אמצעי המחשוב החדשים ביסודם ישפיעו באופן רציני על התעשייה והצבא, אך עד כמה תוצאות כאלה יופיעו ומה השינויים שיובילו לכך עדיין לא ברור.
